Zpět

Voltmetr / vybíječ / nabíječ článků NiCd, NiMH

řízený počítačem PC s IO TLC 549

VÁGNER VLASTIMIL

Tento jednoduchý přípravek umožňuje měřit stejnosměrná napětí od 0 do +5V= a od 0 do +50V=, vybíjet/nabíjet články NiCd a NiMH. Vybíječ je určen k vybití článků na stejnou hodnotu napětí před nabíjením. Vybíjení je řízeno počítačem, nabíječ nabíjí články bez využití počítače a nabíjení probíhá podle časového diagramu. Zapojení může sloužit k vlastní inspiraci podobných zapojení, v žádném případě si neklade za cíl konkurovat továrním přípravkům.

Popis přípravku

Přípravek je umístěn v krabičce a je napájen ze zdroje 12..15V=, tímto zdrojem je současně napájen i přípravek na vybíjení/nabíjení článků. Na krabičce jsou umístěny tři zdířky. Jedna červená označená NAB./VYB., do té se připojuje kladný pól od vybíjené/nabíjené baterie. Druhá je modrá, do této se připojuje záporný pól od měřené/vybíjené/nabíjené baterie. Další červená zdířka je označena NAPĚTÍ, sem se připojuje kladný pól od měřené baterie nebo zdroje při měření napětí. Dále je na krabičce jeden vypínač k vypínání napájecího napětí, přepínač PŘ.1, kterým se přepínají rozsahy 5V= a 50V=, přepínač PŘ.2 nabíjení/vybíjení baterky (článku) a přepínač PŘ.3A volby měření na baterce: v jedné poloze měří napětí na baterce naprázdno a v druhé při zatížení (vybíjení). Z krabičky je dále vyveden kablík na propojení voltmetru s počítačem. Kablík je zakončen koncovkou podle použitého sériového portu, to jest 9 pinů nebo 25 pinů, dále je na krabičce ampérmetr na nastavení vybíjecího proudu, jehož velikost se nastavuje potenciometrem. Voltmetr je tvořen jedním integrovaným obvodem TLC549, jedná se o osmibitový A/D převodník. Ovládání převodníku zajišťuje počítač výstupy DTR a RTS, výstup DTR je připojen přes rezistor R3 a stabilizační diodu D1 na vstup č.7 CLK IO TLC549. Dioda D1 upravuje vstupní napětí z vývodu DTR na napětí do 5V, rezistor R3 omezuje proud tekoucí diodou D1. Výstup RTS je připojen přes rezistor R4 a stabilizační diodu D2 na vstup č.5 CS IO TLC549, tento vstup přepíná mezi režimy čtení a převodu, rezistor R4 a dioda D2 má stejnou funkci jako rezistor R3 a dioda D1. Měřené napětí je snímáno počítačem na vstupu CTS, vstup kladného referenčního napětí na vývodu č.1 IO TLC549 je spojen vývodem č.8 na napájecí napětí (+5V), záporné referenční napětí na vývodu č.3 IO TLC549 je spojeno s vývodem č.4 a připojeno na záporné napájecí napětí (-5V), tímto je dána i rozlišovací schopnost IO TLC549 a ta je 0.02V. Převodník je napájen stabilizovaným napětím 5V, toto napětí je stabilizováno IO MAA7805. Vstup měřeného napětí na A/D je veden na přepínač, kterým se přepínají rozsahy 0 až 5V= a rozsah 0 až 50V=, při rozsahu do 5V je vstupní napětí přivedeno z přepínače na vstup IO č.2 přes rezistory R1 a R2. Při rozsahu 0 až 50V je měřené napětí přivedeno z přepínače rozsahů na trim TP1 a z něho na rezistor R1. Trim TP1 s rezistorem R1 tvoří při rozsahu 0 až 50V napěťový dělič, z tohoto děliče je měřené napětí přivedeno na rezistor R2 a z něho na vstup č.2 IO TLC549. Schéma zapojení voltmetru je na obrázku č.1.

Vybíjecí část je tvořena z relé RE1, potenciometru P1 a ampérmetru, dále ji tvoří ovládací elektronika pro cívku relé RE1. Výstup z počítače je veden přes rezistor R5 na bázi tranzistoru T1, signalizace zapnutí výstupu TXD z počítače a tím i zapnutí relé RE1 je tvořena rezistorem R6 a LED diodou D5. Dále je zde i blokovací dioda do báze tranzistoru T1 D3, cívka relé RE1 je blokována diodou D4. Schéma zapojení vybíjecí části je na obrázku č.2. Na obrázku č.3 je zapojení přepínače na vybíjení/nabíjení článků, baterek.

Smontování a nastavení převodníku

Po osazení součástek voltmetru do desky plošného spoje si vyrobíme propojovací kabel mezi voltmetrem a počítačem, ten zaletujeme do desky voltmetru podle schématu a desku omyjeme lihem. Na druhý konec kabelu zapojíme konektor podle toho, jaký máme sériový výstup com z počítače, tj. 9 pinů nebo 25. Po montáži vypínače, přepínačů a zdířek do krabičky provedeme propojení mezi deskou voltmetru, vybíjecí/nabíjecí částí, ampérmetrem a potenciometrem. Po ukončení montáže a propojení desek si připravíme regulovatelný zkušební zdroj aspoň do 20 V= a voltmetr DMM na kalibraci měřených napětí. Trim TP1 vytočíme na největší ohmickou hodnotu, voltmetr připojíme na napájecí zdroj, propojíme počítač s voltmetrem kabelem do volného sériového portu. Na zkušebním zdroji nastavíme podle (kalibračního) DMM voltmetru 1 V, zapneme vyrobený voltmetr, přepínač rozsahů přepneme na rozsah 0 až +5 V=. Na počítači spustíme program DMM.EXE, podle nápovědy zvolíme sériový port, na který jsme připojili kabel z voltmetru, po volbě portu zvolíme rozsah Do 5 V, tuto volbu provedeme stiskem klávesy D. Do zdířek připojíme měřené napětí ze zkušebního zdroje: do červené zdířky připojíme kladný a do modré zdířky záporný pól zkušebního zdroje. Na monitoru se nám zobrazí hodnota měřeného napětí, které by mělo být shodné i na kalibračním voltmetru. Nyní zvětšíme napětí na zkušebním zdroji na 3 V a na monitoru by se mělo zobrazit shodné napětí jako na kalibračním voltmetru. Nyní nastavíme Maximální hodnotu napětí, ta je na tomto rozsahu 5 V, a znovu porovnáme. Při oživování nastavujeme vždy celé hodnoty zkušebního napětí. Po této kontrole odpojíme vyrobený voltmetr od zkušebního napětí, na zkušebním zdroji nastavíme přesně 10V podle kalibračního voltmetru, stiskem klávesy mezerník na klávesnici počítače ukončíme měření na rozsahu do 5 V a stiskem klávesy Nad 5 V (tuto volbu provedeme stiskem klávesy N) zvolíme rozsah do 50 V. Přepínač rozsahů přepneme na rozsah 50 V, nastavené napětí na zkušebním zdroji připojíme na vyrobený voltmetr a trimrem TP1 nastavíme podle kalibračního voltmetru shodný údaj na monitoru počítače, nastavené napětí musí být přesně 10 V. Po tomto nastavení již můžeme měnit na zkušebním zdroji napětí a jeho hodnota se nám bude zobrazovat na monitoru počítače. Maximální napětí, které můžeme na tomto rozsahu připojit, je 50 V. Tím je nastavení a kalibrace voltmetru hotova a můžeme ho používat. Při používání je vhodné začínat měřit neznáme napětí na rozsahu 50 V a pokud je měřené neznámé napětí nižší než 5 V, tak teprve přepnout na rozsah do 5 V.

Popis programů

Programy jsou určeny pod operační systém MS-DOS a odladěny v Turbo Pascalu. V případě, že na počítači je operační systém Windows 95/98, máme možnost buď spustit program z příkazové řádky nebo při spuštění počítače stiskem klávesy F8 zvolit volbu jen MS-DOS. Pokud je na počítači operační systém Windows 2000/NT/XP, spouštíme programy pouze z příkazové řádky, uvedené OS musí být řádně nainstalované ve 32bitové verzi. Programy jsou čtyři: jeden má název DMM.EXE, druhý VYBIJENI.EXE, třetí TEST.EXE a čtvrtý ODECET.EXE. Ovládání programu dmm.exe začíná volbou portu, ten volíme stiskem klávesy. Ovládací klávesy jsou pro zvýraznění uzavřeny do < >. Stiskem klávesy s číslicí 1 volíme port com1, stiskem klávesy 2 volíme port com2 atd.. Po volbě portu již volíme rozsah měření, ten volíme opět stiskem klávesy. Stiskem klávesy D volíme rozsah do 5V. Navolený rozsah ukončíme stiskem klávesy mezerník, po této volbě můžeme zvolit rozsah Nad 5V, ten volíme stiskem klávesy N. Program ukončíme stiskem klávesy ESC. Program vybijeni.exe umožňuje s přípravkem vybíjet baterie. Port se volí stejně jako u programu dmm.exe, rozsah navolíme podle vybíjené baterie: pokud má vybíjená baterie napětí větší jak 5V, zvolíme rozsah nad 5V (volíme stiskem klávesy N), pokud má napětí nižší jak 5V, zvolíme rozsah do 5V, ten volíme stiskem klávesy D. Za další zadáváme hodnotu vypínacího napětí, při kterém bude ukončeno vybíjení baterie, a stiskneme ENTER. Program automaticky ukládá naměřené hodnoty do souboru namereno.txt, který si sám vytvoří. Program odecet.exe vytvoří soubor cas.hod, který musí být uložen ve stejném adresáři jako soubor vybijeni.exe. Zde zadáme údaj, po jaké době se budou ukládat naměřené hodnoty do souboru. Údaj zadáváme v sekundách a po zadání stiskneme ENTER. Jelikož zadáváme údaj v sekundách, tak pokud potřebujeme, aby se údaje ukládaly na disk například po 5 minutách, zadáme 300. Proč 300: jedna minuta má 60 sekund, pět minut je 5*60=300. Takto zadáváme hodnotu i pokud chceme zadat zápis i po jedné hodině, tj. 60*60=3600. Program TEST.EXE umožňuje testovat baterii na vybíječi při zatížení (v tomto případě jsou přepínače PŘ.1A, PŘ.2 a PŘ.3A přepnuty stejně jako v případě vybíjení baterie). Po spuštění programu zvolíme port a stiskem klávesy D nebo N navolíme rozsah dle testované baterie. Po zadání hodnot v programu a přepnutí přepínačů PŘ.1A, PŘ.2 a PŘ.3A do potřebných poloh připojíme baterii k přípravku stejně jako při vybijení baterie a potenciometrem měníme hodnotu vybíjecího proudu, na monitoru sledujeme napětí. Program TEST.EXE je shodný s programem VYBIJENI.EXE, pouze nezapisuje hodnoty do souboru.

Vybíjení baterií

Zapneme přípravek vypínačem VP.1, přepínač PŘ.3A přepneme do polohy PŘ.3/A1, přepínač PŘ.2 vybíjení/nabíjení přepneme do polohy PŘ.2/A1 (vybíjení). Přípravek propojíme s počítačem, potenciometr na vybíječi vytočíme na nulu, to jest na největší ohmický odpor. Přepínačem PŘ.1A přepneme rozsah dle napětí vybíjené baterie. Na počítači spustíme program VYBIJENI.EXE a zadáme hodnoty, jak je uvedeno k programu. Do modré zdířky připojíme záporný pól od vybíjené baterie, do červené zdířky označené NABÍJENÍ/VYBÍJENÍ připojíme kladný pól od vybíjené baterie, potenciometrem nastavíme vybíjecí proud podle ampérmetru. Uložené naměřené hodnoty napětí v souboru se dají zobrazit v jakémkoliv manažeru (M602, Volkov, NC) klávesou F3.

Měření napětí

Přípravek propojíme s počítačem a zapneme napájecí napětí, přepínač rozsahů PŘ.1A přepneme na rozsah 50V (PŘ.1/A1) a přepínač PŘ.3A přepneme do polohy PŘ.3/A2. Přepínač PŘ.2 (vybíjení/nabíjení) přepneme do polohy PŘ.2/A1 - vybíjení. Na počítači spustíme program DMM.EXE a navolíme hodnoty, jak je uvedeno v programu. Do modré zdířky připojíme záporný pól od měřené baterie, do červené zdířky označené NAPĚTÍ připojíme kladný pól od měřené baterie a měříme. Pokud je měřené napětí menší jak 5V, odpojíme baterii, přepínač PŘ.1A přepneme do polohy PŘ.1/A2 a na počítači zvolíme rozsah Do 5V. Po dokončeném měření program ukončíme stiskem klávesy ESC.

Program Odečet

Po spuštění programu zadáme hodnotu, po jaké chceme, aby byl zapisován měřený údaj podle popisu výše, a stiskneme ENTER. Program vytvoří soubor cas.hod. Ten musí být umístěn ve stejném adresáři jako program vybijeni.exe, který z něho načítá hodnotu odečtu. Pokud chceme změnit dobu odečtu, tak již nemusíme spouštět znovu program Odečet.exe, ale tuto vytvořenou hodnotu můžeme ručně přepsat v jakémkoliv manažeru po volbě klávesy F4. Pozor, musíme však již mít jednou vytvořený soubor cas.hod, jinak by to nešlo.

Nabíjení baterek

Zapneme vypínač VP.1, přepínač PŘ.2 nabíjení/vybíjení přepneme do polohy PŘ.2/A2 (nabíjení), do červené zdířky označené VYBÍJENÍ/NABÍJENÍ připojíme kladný pól od nabíjené baterie a do modré zdířky záporný, na potenciometru nastavíme nabíjecí proud a baterii nabíjíme doporučený čas, tzn. například dvanáct nebo čtrnáct hodin (přibližně platí, že čas = kapacita / nabíjecí proud). V tomto případě není potřeba propojovat přípravek s počítačem.

Popis vývodů na počítači

KONEKTOR 9 PINŮ  KONEKTOR 25 PINŮ
DTR.....4DTR....20
RTS.....7RTS....4
CTS.....8CTS....5
TXD.....3TXD....2
GND.... 5GND....7

Obr. 1 - schéma zapojení voltmetru

Seznam součástek pro voltmetr

Obr. 2 - schéma zapojení vybíječe/nabíječe

Seznam součástek pro vybíječ

Obr. 3 - schéma zapojení přepínače PŘ.2 vybíjení/nabíjení

Seznam součástek nabíječky článků

Plošné spoje

(M 1:1, pro tisk nastavte 96 DPI)


Deska plošného spoje voltmetru ze strany mědi


Deska plošného spoje vyb./nab. ze strany mědi


Rozložení součástek na desce voltmetru


Rozložení součástek na desce vyb./nab.

přední strana přípravku
Sestavený voltmetr

otevřený přípravek zespodu
Pohled na otevřený voltmetr

pohled na plošné spoje
Pohled na DPS ze strany spojů

Programy a ostatní doprovodné soubory najdete zde. (bez zdrojových kódů)

Bližší informace:

Tel.: +420 607 405 007

Zpět

Reklamy:
Trávicí enzymy pro podporu zažívání trávení